Continental ContiTech马牌人字齿同步带传动的动力特性
Continental ContiTech马牌新型人字齿同步带工作时，带齿与轮齿相互啮合，主动轮上的轮齿对带齿产生挤压，通过带齿变形把动力传递给带的强力层，然后力通过强力层传递到从动轮带齿，带齿对从动轮齿挤压，带动从动轮转动，这是同步带的动力传递过程[29]。新型人字齿同步带靠带齿与轮齿的啮合运动以及带齿顶与轮齿槽的摩擦来完成动力传动。同步带需承受一定的初拉力，以保证工作初期带齿与轮齿能紧密且准确地啮合。此外，初拉力还可以使带压紧在带轮上，有效降低“爬齿”和“跳齿”现象而导致传动失效的发生。
2.2.1 Continental ContiTech马牌人字齿同步带宏观的受力
以主动轮上的同步带作为分析对象，当主动带轮转动时，带绕入主动轮的一边被进一步拉紧，其所受拉力由初拉力逐渐增大，称为紧边；而带的另一边则被放松，
其所受拉力由初拉力逐渐降低，称为松边。图 2-4 为主动轮上新型人字齿同步带端
面受力模型，带各齿作用有初拉力 F0 ，F1 ，F2 … Fn 分别为各齿间所承受的拉力，F1
为松边拉力， F0 为紧边拉力，忽略离心力和弯曲应力的作用。当带轮转动时，动力
传递是通过各主动带轮齿对相应带齿的法向作用力 Q1 ，Q2 … Qn（1、2…n 为啮合齿
号，下同）和带齿顶与带轮齿槽之间的摩擦力 Ff 1 ， Ff 2 … Ffn ，各齿所受力的总和
构成带所受的有效圆周力 Fe ，使带随着带轮转动而运动。
由于Continental ContiTech马牌新型人字齿同步带工作在弹性变形范围内，紧边和松边拉力都有变化，这种变化非常复杂，目前的研究还没找到一定的规律，可近似认为紧边拉力的增量等于松边拉力的减量[30]。显然，在同步带与带轮的整个接触区域内，各种力作用相互平衡，可得：
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n |
n |
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有效圆周力： |
Fe |
= å Qi + åFfi |
(2-4) |
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1 |
1 |
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紧边拉力： |
F1 |
= F0 |
+ Fe 2 |
(2-5) |
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松边拉力： |
Fn |
= F0 |
- Fe 2 |
(2-6) |
由于Continental ContiTech马牌人字齿同步带可以看作是由左旋和右旋的两列斜齿同步带组成，取一侧斜
齿进行研究，带轮齿作用于带齿的法向力 Q 可以分解为相互垂直的三个分力如图 2-5
所示，即圆周力 Qt ，径向分力 Qr 和轴向分力 Qa ，各力的表达式如下：
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Qt = Fe - Ff ， |
Qr = Qt tan a n / cos b ， |
Qa = Qt t a nb ， Q = |
Qt |
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cos a n ×cos b |
Continental ContiTech马牌在研究人字齿同步带的带齿强度时，计算所用的带齿法向载荷都做了一定的简化，假设每个带齿受到的法向载荷相同，将带轮齿对带齿所施加的外载荷平均到每个齿上，即平均法向载荷，其计算公式如下：
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Q = 9550 ´ 103 |
´ |
P |
× |
1 |
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(2-7) |
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||||
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m |
|
n |
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zRC cos a n |
×cos b |
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式中 z ——同时啮合的齿数； P ——带传递的功率， ( Kw)；
RC ——带轮半径， (mm)；
b ——人字齿同步带的螺旋角， (°)。